DE102020123611B4

DE102020123611B4 - System for controlling an eye surgical laser and method for determining control data for controlling an eye surgical laser

Info

Publication number: DE102020123611B4
Application number: DE102020123611.5A
Authority: DE
Inventors: Samuel Arba Mosquera
Original assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Current assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2023-12-28
Anticipated expiration: 2040-09-11
Also published as: DE102020123611A1

Abstract

System zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers (18) für die Abtrennung eines Volumenkörpers (12) mit vordefinierten Grenzflächen (14, 16) aus einer menschlichen oder tierischen Kornea, umfassend- mindestens eine Messvorrichtung (44) zur Bestimmung einer Werteverteilung von mindestens einem physikalischen Parameter innerhalb mindestens eines Teilbereichs der Kornea;- mindestens eine Recheneinrichtung (46) zur Berechnung einer Lage des Volumenkörpers (12) innerhalb der Kornea, wobei die Berechnung der Lage des Volumenkörpers (12) anhand der Werteverteilung des gemessenen physikalischen Parameters und unter Berücksichtigung einer zu korrigierenden Fehlsichtigkeit des Auges (42) erfolgt und die Recheneinrichtung (46) zur Definition der Lage des Volumenkörpers (12) räumliche Positionsdaten als Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea in der mindestens einen, den Volumenkörper (12) umgebenden Grenzfläche (14, 16), berechnet; und- mindestens eine Steuereinrichtung (20) zur Steuerung des augenchirurgischen Lasers (18) unter Verwendung der berechneten Steuerdaten zur Abtrennung des Volumenkörpers (12),- wobei der physikalische Parameter eine Steifigkeit in mindestens einem Teilbereich des Stromas (36) der Kornea und/oder ein Refraktionsindex in mindestens einem Teilbereich des Stromas (36) der Kornea ist.System for controlling an eye surgical laser (18) for separating a volume body (12) with predefined interfaces (14, 16) from a human or animal cornea, comprising at least one measuring device (44) for determining a value distribution of at least one physical parameter within at least a partial area of the cornea; - at least one computing device (46) for calculating a position of the solid body (12) within the cornea, the calculation of the position of the solid body (12) being based on the value distribution of the measured physical parameter and taking into account a refractive error to be corrected of the eye (42) and the computing device (46) for defining the position of the solid body (12) uses spatial position data as control data for positioning and/or focusing individual laser pulses in the cornea in the at least one interface (12) surrounding the solid body (12). 14, 16), calculated; and - at least one control device (20) for controlling the eye surgical laser (18) using the calculated control data to separate the volume body (12), - the physical parameter being a stiffness in at least a partial area of the stroma (36) of the cornea and / or is a refractive index in at least a portion of the stroma (36) of the cornea.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen aus einer menschlichen oder tierischen Kornea. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren und ein Computerprogramm zur Ermittlung von Steuerdaten zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen aus einer menschlichen oder tierischen Kornea.The present invention relates to a system for controlling an eye surgical laser for separating a solid body with predefined interfaces from a human or animal cornea. The invention further relates to a method and a computer program for determining control data for controlling an eye surgical laser for separating a solid body with predefined interfaces from a human or animal cornea.

Trübungen und Narben innerhalb der Kornea, die durch Entzündungen, Verletzungen oder angeborene Erkrankungen entstehen können, beeinträchtigen das Sehvermögen. Insbesondere für den Fall, dass diese krankhaften und/oder unnatürlich veränderten Bereiche der Hornhaut in der Sehachse des Auges liegen, wird eine klare Sicht erheblich gestört. In bekannter Art und Weise werden die so veränderten Bereiche durch eine sogenannte phototherapeutische Keratektomie (PTK) mittels eines ablativ wirkenden Lasers, zum Beispiel einem Excimer-Laser, beseitigt. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die krankhaften und/oder unnatürlich veränderten Bereiche der Hornhaut in den oberflächlichen Schichten der Hornhaut liegen. Tieferliegende Bereiche, insbesondere innerhalb der Stroma, sind mittels ablativer Laserverfahren nicht erreichbar. Hier müssen zusätzliche Maßnahmen, wie zum Beispiel die Freilegung der tieferliegenden Bereiche mittels eines zusätzlichen Hornhautschnitts, ergriffen werden. Durch die zusätzlichen Maßnahmen wird nachteiligerweise die Behandlungsdauer deutlich erhöht. Zudem besteht die Gefahr, dass es durch die zusätzlichen Hornhautschnitte zu weiteren Komplikationen, wie zum Beispiel dem Auftreten von Entzündungen an den Schnittstellen kommt. Aus dem Stand der Technik sind weitere Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung eines photoablativen ophthalmologischen Lasers bekannt. So beschreibt die EP 1 628 606 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum präzisen Bearbeiten eines organischen Gewebes mittels eines Lasers, wobei ein gepulster Laser und eine Strahlfokusierungseinrichtung so ausgebildet sind, dass die Laserstrahlpulse in einem innerhalb des organischen Materials gelegenen Fokus eine Photodisruption bewirken.Clouding and scarring within the cornea, which can result from inflammation, injury or congenital diseases, impairs vision. Particularly in the event that these pathological and/or unnaturally changed areas of the cornea lie in the visual axis of the eye, clear vision is significantly impaired. In a known manner, the areas changed in this way are eliminated by a so-called phototherapeutic keratectomy (PTK) using an ablative laser, for example an excimer laser. However, this is only possible if the pathological and/or unnaturally changed areas of the cornea are in the superficial layers of the cornea. Deeper areas, especially within the stroma, cannot be reached using ablative laser procedures. Additional measures must be taken here, such as exposing the deeper areas using an additional corneal incision. The additional measures disadvantageously significantly increase the duration of treatment. There is also a risk that the additional corneal incisions will lead to further complications, such as the occurrence of inflammation at the interfaces. Further devices and methods for controlling a photoablative ophthalmological laser are known from the prior art. That's how it describes it EP 1 628 606 B1 a method and a device for precise processing of an organic tissue by means of a laser, wherein a pulsed laser and a beam focusing device are designed such that the laser beam pulses cause a photodisruption in a focus located within the organic material.

Nachteilig an diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist jedoch, dass bei den bekannten photodisruptiven Verfahren und Vorrichtungen die beispielsweise biomechanischen Gegebenheiten der Kornea bei der Positionierung von aus der Kornea zu entfernenden Volumina nicht oder nur ungenügend berücksichtigt werden.However, the disadvantage of these known methods and devices is that in the known photodisruptive methods and devices, the biomechanical conditions of the cornea, for example, are not taken into account or are only insufficiently taken into account when positioning the volumes to be removed from the cornea.

Aus der EP 2 211 804 B1 ist eine Behandlungsvorrichtung zur operativen Myopie- oder Hyperopie-Korrektur am Auge bekannt. Hierbei steuert eine Steuereinrichtung einen Laser derart, dass ein aus der Kornea abzutrennendes, lentikelförmiges Volumen bei einer Myopie-Korrektur eine Mindestdicke am Rand des Volumens von 5 bis 50 µm hat, sowie bei einer Hyperopie-Korrektur eine Mindestdicke im Bereich der Sehachse von ebenfalls 5 bis 50 µm aufweist. Derartige Vorgaben limitieren die Positionsmöglichkeiten des lentikelförmigen Volumens innerhalb der Kornea und damit auch die Verwendungsmöglichkeiten diese Vorrichtung. Des Weiteren ist an diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen nachteilig, dass bei den bekannten photodisruptiven Verfahren und Vorrichtungen die beispielsweise biomechanischen Gegebenheiten der Kornea bei der Positionierung von aus der Kornea zu entfernenden Volumina nicht oder nur ungenügend berücksichtigt werden.From the EP 2 211 804 B1 a treatment device for surgical myopia or hyperopia correction in the eye is known. Here, a control device controls a laser in such a way that a lenticle-shaped volume to be separated from the cornea has a minimum thickness at the edge of the volume of 5 to 50 µm for myopia correction, and a minimum thickness in the area of the visual axis of 5 for hyperopia correction up to 50 µm. Such specifications limit the possible positions of the lenticular volume within the cornea and thus also the possible uses of this device. A further disadvantage of these known methods and devices is that, in the known photodisruptive methods and devices, the biomechanical conditions of the cornea, for example, are not taken into account or are only insufficiently taken into account when positioning volumes to be removed from the cornea.

Aus der US 2011 / 0 251 601 A1 ist ein ophthalmologisches Lasersystem und ein Operationsverfahren bekannt. Die Kornea wird mit einem ophthalmologischen Laser bestrahlt und ein Detektionslicht wird konfokal aufgenommen, wobei die Kornea in drei Dimensionen durch Bestrahlung mit einem Beleuchtungslaser unter Verwendung einer Scannereinheit entlang mehrerer Richtungen an mehreren Punkten gescannt wird. Mittels des simultan aufgenommenen Detektionslichts wird die Position und/oder Form einer posterioren Grenzfläche der Kornea bestimmt. Eine Lamelle parallel zu der posterioren Grenzfläche kann dann herausgeschnitten werden.From the US 2011 / 0 251 601 A1 an ophthalmological laser system and a surgical procedure are known. The cornea is irradiated with an ophthalmic laser and a detection light is recorded confocally, whereby the cornea is scanned in three dimensions by irradiation with an illumination laser using a scanner unit along multiple directions at multiple points. The position and/or shape of a posterior interface of the cornea is determined using the simultaneously recorded detection light. A lamella parallel to the posterior interface can then be excised.

Aus der US 2019 / 0 365 564 A1 sind Vorrichtungen und Ansätze zur Aktivierung einer Quervernetzung innerhalb von Korneagewebe zur Stabilisierung und Verstärkung des Korneagewebes nach einer Augentherapiebehandlung bekannt.From the US 2019 / 0 365 564 A1 Devices and approaches for activating cross-linking within corneal tissue to stabilize and strengthen the corneal tissue after an eye therapy treatment are known.

Aus der EP 2 865 362 A1 sind Apparate und Verfahren für ophthalmologische chirurgische Prozeduren mittels eines Femtosekundenfaserlasers bekannt.From the EP 2 865 362 A1 Apparatus and methods for ophthalmological surgical procedures using a femtosecond fiber laser are known.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen aus einer menschlichen oder tierischen Kornea, ein Verfahren sowie ein Computerprogramm zur Ermittlung von Steuerdaten zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen aus einer menschlichen oder tierischen Kornea bereitzustellen, mit denen die genannten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.It is therefore the object of the present invention to provide a system for controlling an ophthalmic surgical laser for the separation of a solid body with predefined interfaces from a human or animal cornea, a method and a computer program for determining control data for controlling an ophthalmic surgical laser for the separation of a solid body with predefined ones To provide interfaces from a human or animal cornea with which the mentioned disadvantages of the prior art are overcome.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen gattungsgemäße Systeme gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2, gattungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 10 und 11 sowie ein Computerprogramm gemäß den Merkmalen des Anspruchs 20 und ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen des Anspruchs 21.To solve this problem, generic systems according to the features of claims 1 and 2, generic methods with the features of claims 10 and 11 and a computer program according to the features of claim 20 and a computer-readable medium according to the features of claim 21 are used.

Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Systeme als vorteilhafte Ausgestaltungen der Verfahren, des Computerprogramms und des computerlesbaren Mediums und umgekehrt anzusehen sind.Advantageous embodiments with useful developments of the invention are specified in the respective subclaims, with advantageous embodiments of the systems being viewed as advantageous embodiments of the method, the computer program and the computer-readable medium and vice versa.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen aus einer menschlichen oder tierischen Kornea, umfassend mindestens eine Messvorrichtung zur Bestimmung einer Werteverteilung von mindestens einem physikalischen Parameter innerhalb mindestens eines Teilbereichs der Kornea, mindestens eine Recheneinrichtung zur Berechnung einer Lage des Volumenkörpers innerhalb der Kornea, wobei die Berechnung der Lage des Volumenkörpers anhand der Werteverteilung des gemessenen physikalischen Parameters und unter Berücksichtigung einer zu korrigierenden Fehlsichtigkeit des Auges erfolgt, wobei der physikalische Parameter eine Steifigkeit in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea und/oder ein Refraktionsindex in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea ist. Zudem berechnet die Recheneinrichtung zur Definition der Lage des Volumenkörpers räumliche Positionsdaten als Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea in der mindestens einen, den Volumenkörper umgebenden Grenzfläche. Das erfindungsgemäße System weist zudem mindestens eine Steuereinrichtung zur Steuerung des augenchirurgischen Lasers unter Verwendung der berechneten Steuerdaten zur Abtrennung des Volumenkörpers. Die Recheneinrichtung und die Steuereinrichtung können dabei als getrennte Einheiten ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass die Recheneinrichtung und die Steuereinrichtung als Einheit, beispielsweise als eine Rechen- und Steuereinheit, ausgebildet sind.A first aspect of the invention relates to a system for controlling an eye surgical laser for the separation of a solid body with predefined interfaces from a human or animal cornea, comprising at least one measuring device for determining a value distribution of at least one physical parameter within at least a partial region of the cornea, at least one Computing device for calculating a position of the solid body within the cornea, the calculation of the position of the solid body being carried out based on the value distribution of the measured physical parameter and taking into account an ametropia of the eye to be corrected, the physical parameter being a stiffness in at least a partial area of the stroma of the cornea and/or a refractive index in at least a portion of the corneal stroma. In addition, to define the position of the solid body, the computing device calculates spatial position data as control data for positioning and/or focusing individual laser pulses in the cornea in the at least one interface surrounding the solid body. The system according to the invention also has at least one control device for controlling the eye surgical laser using the calculated control data to separate the solid body. The computing device and the control device can be designed as separate units. However, it is also possible for the computing device and the control device to be designed as a unit, for example as a computing and control unit.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen aus einer menschlichen oder tierischen Kornea, umfassend mindestens eine Recheneinrichtung zur Berechnung einer modellartigen Werteverteilung von mindestens einem physikalischen Parameter innerhalb mindestens eines Teilbereichs der Kornea, wobei die Recheneinrichtung oder mindestens eine weitere Recheneinrichtung zur Berechnung einer Lage des Volumenkörpers innerhalb der Kornea ausgebildet ist und wobei die Berechnung der Lage des Volumenkörpers anhand der berechneten modellartigen Werteverteilung des physikalischen Parameters und unter Berücksichtigung einer zu korrigierenden Fehlsichtigkeit des Auges erfolgt, wobei der physikalische Parameter eine Steifigkeit in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea und/oder ein Refraktionsindex in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea ist. Die Recheneinrichtung berechnet zudem zur Definition der Lage des Volumenkörpers räumliche Positionsdaten als Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea in der mindestens einen, den Volumenkörper umgebenden Grenzfläche. Zudem umfasst das System mindestens eine Steuereinrichtung zur Steuerung des augenchirurgischen Lasers unter Verwendung der berechneten Steuerdaten zur Abtrennung des Volumenkörpers. Die Recheneinrichtung und die Steuereinrichtung können dabei als getrennte Einheiten ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass die Recheneinrichtung und die Steuereinrichtung als Einheit, beispielsweise als eine Rechen- und Steuereinheit, ausgebildet sind.A second aspect of the invention relates to a system for controlling an eye surgical laser for the separation of a solid body with predefined interfaces from a human or animal cornea, comprising at least one computing device for calculating a model-like value distribution of at least one physical parameter within at least a partial area of the cornea, wherein the computing device or at least one further computing device is designed to calculate a position of the solid body within the cornea and the calculation of the position of the solid body is carried out based on the calculated model-like value distribution of the physical parameter and taking into account an ametropia of the eye to be corrected, the physical parameter being a Stiffness in at least a portion of the corneal stroma and/or a refractive index in at least a portion of the corneal stroma. To define the position of the solid body, the computing device also calculates spatial position data as control data for positioning and/or focusing individual laser pulses in the cornea in the at least one interface surrounding the solid body. In addition, the system includes at least one control device for controlling the eye surgical laser using the calculated control data to separate the solid body. The computing device and the control device can be designed as separate units. However, it is also possible for the computing device and the control device to be designed as a unit, for example as a computing and control unit.

Vorteilhafterweise verwenden die erfindungsgemäßen Systeme zusätzlich physikalische Parameter, um beispielsweise die biomechanischen Gegebenheiten der Kornea bei der Positionierung von aus der Kornea zu entfernenden Volumina zu berücksichtigen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Position des abzutrennenden Volumenkörpers innerhalb der Kornea optimal oder nahezu optimal bestimmt werden kann, derart, dass einerseits das Volumen, insbesondere die Dicke des Volumenkörpers, zur Korrektur der Fehlsichtigkeit des Auges in Abhängigkeit der den Volumenkörper umgebenden physikalischen Gegebenheiten der Kornea berücksichtigt wird. Die Dicke des Volumenkörpers, insbesondere in Richtung einer optischen Achse des Volumenkörpers betrachtet, ist dabei von der Höhe des zu korrespondierenden Dioptriewerts abhängig. Da aber erfindungsgemäß bei der Berechnung der Ausgestaltung des Volumenkörpers die gegebenen physikalischen Parameter der Kornea berücksichtigt werden, kann das benötigte Volumen insgesamt minimiert und damit optimiert werden. Zudem kann der abzutrennende Volumenkörper derart räumlich in der Kornea positioniert werden, dass auch nach Entnahme des Volumenkörpers aus der Kornea deren ursprüngliche physikalische Parameter nicht oder nur sehr gering beeinflusst beziehungsweise geändert werden. Dies ist insbesondere für den Erfolg der Fehlsichtigkeitskorrektur entscheidend. Zudem ist es möglich, dass die Dicke des nach der Herausnahme des Volumenkörpers verbleibenden Augengewebes in Richtung der optischen Achse des Auges möglichst dick ist, so dass ein verbesserter und schnellerer Heilungsprozess ermöglicht wird.Advantageously, the systems according to the invention additionally use physical parameters in order, for example, to take into account the biomechanical conditions of the cornea when positioning volumes to be removed from the cornea. This ensures that the position of the solid body to be separated within the cornea can be determined optimally or almost optimally, such that on the one hand the volume, in particular the thickness of the solid body, is used to correct the ametropia of the eye depending on the physical conditions of the cornea surrounding the solid body is taken into account. The thickness of the solid body, particularly viewed in the direction of an optical axis of the solid body, depends on the height of the corresponding diopter value. However, since according to the invention the given physical parameters of the cornea are taken into account when calculating the design of the solid body, the required volume can be minimized overall and thus optimized. In addition, the solid body to be separated can be spatially positioned in the cornea in such a way that even after the solid body has been removed from the cornea, its original physical parameters are not influenced or changed or are only very slightly influenced. This is particularly crucial for the success of correcting ametropia. In addition, it is possible that the thickness of the eye tissue remaining after the volume body has been removed is in the direction of the optical axis of the eye is as thick as possible so that an improved and faster healing process is possible.

In vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Systeme gibt der Laser gepulste Laserpulse in einem vordefinierten Muster und in Abarbeitung der berechneten räumlichen Positionsdaten in die Kornea ab. Dabei können die Grenzflächen des abzutrennenden Volumenkörpers mittels Photodisruption erzeugt werden. Vorzugsweise gibt der Laser Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 900 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz ab. Derartige Laser werden bereits für photodisruptive Verfahren in der Augenchirurgie verwendet. Das hergestellte Lentikel, welches dem Volumenkörper entspricht, wird anschließend über einen Schnitt in der Kornea entnommen. Die Verwendung von photodisruptiven Lasern bei den erfindungsgemäßen Systemen weist zudem den Vorteil auf, dass die Bestrahlung der Hornhaut nicht in einem Wellenlängenbereich unter 300 nm erfolgt. Dieser Bereich wird in der Lasertechnik unter dem Begriff „tiefes Ultraviolett“ subsumiert. Dadurch wird vorteilhafterweise vermieden, dass durch die sehr kurzwelligen und energiereichen Strahlen eines unbeabsichtigte Schädigung der Hornhaut erfolgt. Photodisruptive Laser der hier verwendeten Art bringen üblicherweise gepulste Laserstrahlung mit einer Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns in das Korneagewebe ein. Dadurch kann die für den optischen Durchbruch notwendige Leistungsdichte des jeweiligen Laserpulses räumlich eng begrenzt werden, so dass eine hohe Schnittgenauigkeit bei der Erzeugung der Grenzflächen gewährleistet ist.In advantageous embodiments of the systems according to the invention, the laser emits pulsed laser pulses into the cornea in a predefined pattern and in processing the calculated spatial position data. The interfaces of the solid body to be separated can be created using photodisruption. The laser preferably emits laser pulses in a wavelength range between 300 nm and 1400 nm, preferably between 900 nm and 1200 nm, with a respective pulse duration between 1 fs and 1 ns, preferably between 10 fs and 10 ps and a repetition frequency greater than 10 KHz, preferably between 100 KHz and 100 MHz. Such lasers are already used for photodisruptive procedures in eye surgery. The produced lenticule, which corresponds to the solid body, is then removed through an incision in the cornea. The use of photodisruptive lasers in the systems according to the invention also has the advantage that the cornea is not irradiated in a wavelength range below 300 nm. In laser technology, this area is subsumed under the term “deep ultraviolet”. This advantageously prevents the very short-wave and high-energy rays from causing unintentional damage to the cornea. Photodisruptive lasers of the type used here usually introduce pulsed laser radiation with a pulse duration between 1 fs and 1 ns into the corneal tissue. As a result, the power density of the respective laser pulse required for the optical breakthrough can be narrowly limited spatially, so that a high cutting precision is ensured when producing the interfaces.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass der physikalische Parameter eine Steifigkeit in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea und/oder ein Refraktionsindex in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea ist. Die erfindungsgemäße Berücksichtigung von zumindest einem der physikalischen Parameter erlaubt die optimale Positionierung des zu entnehmenden Volumenkörpers innerhalb der Kornea beziehungsweise des Stromas, wobei die biomechanischen Eigenschaften der Kornea beziehungsweise des Stromas nach der Entnahme des Volumenkörpers nicht oder nur geringfügig verändert beziehungsweise beeinflusst werden. Fehlsichtigkeiten des Auges können dadurch sicher korrigiert werden.Further advantageous embodiments of the systems according to the invention are characterized in that the physical parameter is a stiffness in at least a partial region of the corneal stroma and/or a refractive index in at least a partial region of the corneal stroma. The inventive consideration of at least one of the physical parameters allows the optimal positioning of the volume body to be removed within the cornea or the stroma, whereby the biomechanical properties of the cornea or the stroma are not or only slightly changed or influenced after the volume body is removed. This means that vision defects in the eye can be safely corrected.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Recheneinrichtung die Berechnung der Lage des Volumenkörpers unter Berücksichtigung der Formel $T z = D \times \frac{O Z^{2}}{8 * (n - 1)}$

durchführt, wobei Tz der Dicke des Volumenkörpers, D einem zu korrigierenden Dioptriewert, OZ einem Durchmesser der optischen Zone der Kornea und n dem Refraktionsindex in einem Teilbereich der Kornea entspricht. Dabei wird unter Dicke des Volumenkörpers Tz insbesondere die an einer bestimmten Stelle des Volumenkörpers maximale Dicke verstanden. Mit anderen Worten, dort wo der Volumenkörper seine maximale Dicke aufweist, ist die vorgegebene Dicke anzusehen. Beispielsweise wird bei myopischen Profilen die vorgegebene Dicke im Zentrum des Volumenkörpers angenommen. Bei hyperopischen Profilen ist die vorgegebene Dicke in einem randlichen Bereich einer optischen Zone des Volumenkörpers angeordnet. Bei zylindrischen Volumenkörpern wird die Dicke entlang der zylindrischen Achse gemessen. Auch bei weiteren Formen des Volumenkörpers ist die vorgegebene Dicke an der dicksten Stelle des Volumenkörpers anzusehen. Alternative Bezeichnungen für den Begriff „Dicke“ sind möglich. Üblicherweise wird die Dicke entlang einer Achse einer parallel zur optischen beziehungsweise visuellen Achse des Auges gemessen. Der Refraktionsindex n kann in dem entsprechenden Teilbereich der Kornea oder der Kornea insgesamt gemessen oder modellartig berechnet oder vorgegeben sein. Modellartige Berechnungen gehen dabei beispielsweise davon aus, dass der Refraktionsindex in einer Tiefe von 60 µm - gemessen von der Oberfläche der Kornea - in etwa 1,380 beträgt. In einer Tiefe von ungefähr 540 µm beträgt der Refraktionsindex üblicherweise 1,373.Furthermore, it has proven to be advantageous if the computing device calculates the position of the solid body taking into account the formula

T e.g = D \times \frac{O Z^{2}}{8th * (n - 1)}

carries out, where Tz corresponds to the thickness of the solid body, D corresponds to a diopter value to be corrected, OZ corresponds to a diameter of the optical zone of the cornea and n corresponds to the refractive index in a partial area of the cornea. The term thickness of the solid body Tz is understood to mean, in particular, the maximum thickness at a specific point on the solid body. In other words, where the solid body has its maximum thickness, the specified thickness is to be considered. For example, in the case of myopic profiles, the specified thickness is assumed in the center of the solid. In the case of hyperopic profiles, the predetermined thickness is arranged in an edge region of an optical zone of the solid body. For cylindrical solids, the thickness is measured along the cylindrical axis. Even with other shapes of the solid body, the specified thickness is to be viewed at the thickest point of the solid body. Alternative names for the term “thickness” are possible. The thickness is usually measured along an axis parallel to the optical or visual axis of the eye. The refractive index n can be measured in the corresponding sub-area of the cornea or the cornea as a whole or calculated or specified in a model-like manner. Model-like calculations assume, for example, that the refractive index at a depth of 60 µm - measured from the surface of the cornea - is approximately 1.380. At a depth of approximately 540 µm, the refractive index is typically 1.373.

Aus der oben genannten Formel 1 ist deutlich erkennbar, dass Bereiche mit niedrigerem Refraktionsindex n dickere Volumenkörper beziehungsweise Lentikel erfordern, um eine vorbestimmte Korrektur des Dioptriewerts zu ermöglichen als Bereiche mit höherem Refraktionsindex.From the above-mentioned formula 1 it can be clearly seen that areas with a lower refractive index n require thicker solids or lenticules in order to enable a predetermined correction of the diopter value than areas with a higher refractive index.

Typischerweise wird vereinfacht ein Refraktionsindex für die gesamte Kornea angenommen, beispielsweise in Höhe von n = 1,376. Unter der Berücksichtigung der Formel $D = T z \times 8 \times \frac{(n - 1)}{O Z^{2}}$

ist ersichtlich, dass diese Annahme ungenügend ist und dass gleich dicke Volumenkörper beziehungsweise Lentikel in Bereichen mit niedrigerem Refraktionsindex geringere Dioptriewerte korrigieren können als in Bereichen mit höherem Refraktionsindex.Typically, a simplified refractive index is assumed for the entire cornea, for example n = 1.376. Taking into account the formula

D = T e.g \times 8th \times \frac{(n - 1)}{O Z^{2}}

It can be seen that this assumption is insufficient and that solid bodies or lenticules of the same thickness can correct lower diopter values in areas with a lower refractive index than in areas with a higher refractive index.

Dadurch wird deutlich, dass die erfindungsgemäße Berücksichtigung der Werteverteilung von gemessenen physikalischen Parametern oder auch die Berücksichtigung einer modellartigen Werteverteilung von mindestens einem physikalischen Parameter innerhalb mindestens eines Teilbereichs der Kornea und damit die vorteilhafte Positionierung des Volumenkörpers beziehungsweise Lentikels gewährleistet, dass eine sichere Korrektur von Fehlsichtigkeiten, beispielsweise ausgedrückt in Dioptriewerten, erfolgen kann.This makes it clear that the inventive consideration of the value distribution of measured physical parameters or also the consideration of a model-like value distribution of at least one physical parameter within at least a partial area of the cornea and thus the advantageous positioning of the solid body or lenticule ensures that a reliable correction of ametropia, for example expressed in diopter values, can take place.

Entsprechendes gilt für die Berücksichtigung des physikalischen Parameters der Steifigkeit beziehungsweise der Steifigkeitswerteverteilung in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea. Unter Steifigkeit wird die sogenannte „Tensile Strength“ oder „Relative Steifigkeit“ verstanden. Aus der Tabelle 1 wird deutlich, dass sich die Kornea anhand gemessener Steifigkeitswerte in unterschiedliche Regionen einteilen lässt. Dabei werden die Regionen in Bereiche eingeteilt, die über ihren jeweiligen Abstand (in µm) von der Oberfläche der Kornea in Richtung des Augeninneren gemessen und eingeteilt werden. Es wird deutlich, dass die Steifigkeit der Kornea abhängig von der Tiefenlage ist. So kann die Steifigkeit in einem Bereich zwischen 0 µm und 80 µm als gering angesehen werden. In einem sich daran anschließenden Bereich größer 80 µm bis 160 µm steigt die Steifigkeit der Kornea an und kann als moderat bezeichnet werden. In einem sich wiederum daran anschließenden Tiefenbereich zwischen größer 160 µm und 240 µm zeigen sich maximale Steifigkeitswerte der Kornea. Diese fallen in einem sich wiederum daran anschließenden Bereich größer 240 µm bis 320 µm wieder ab und können wiederum als moderat bezeichnet werden. In Bereichen größer 320 µm ist die relative Steifigkeit der Kornea sehr gering. Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass die Bereiche zwischen größer 80 µm und 160 µm oder zwischen 240 µm und 320 µm zur Platzierung eines Zentrums des Volumenkörpers vorteilhaft sind. Tabelle 1 d (in µm) Relative Steifigkeit der Kornea 0-80 gering > 80 - 160 moderat > 160 - 240 maximal > 240 - 320 moderat > 320 sehr gering The same applies to the consideration of the physical parameter of stiffness or the stiffness value distribution in at least a partial area of the stroma of the cornea. Stiffness refers to the so-called “tensile strength” or “relative stiffness”. Table 1 shows that the cornea can be divided into different regions based on measured stiffness values. The regions are divided into areas that are measured and classified based on their respective distance (in µm) from the surface of the cornea towards the inside of the eye. It becomes clear that the stiffness of the cornea depends on the depth. The stiffness can be considered low in a range between 0 µm and 80 µm. In a subsequent area larger than 80 µm to 160 µm, the stiffness of the cornea increases and can be described as moderate. In a subsequent depth range between greater than 160 µm and 240 µm, maximum stiffness values of the cornea can be seen. These drop again in a subsequent range of greater than 240 µm to 320 µm and can again be described as moderate. In areas larger than 320 µm, the relative stiffness of the cornea is very low. According to the invention, it has been found that the areas between greater than 80 µm and 160 µm or between 240 µm and 320 µm are advantageous for placing a center of the solid body. Table 1 d (in µm) Relative stiffness of the cornea 0-80 small amount > 80 - 160 moderate > 160 - 240 maximum > 240 - 320 moderate > 320 very low

Die genannten Wertebereiche sind in den Grenzbereichen als ungefähr anzusehen. Dies bedeutet, dass auch Werte ± 10 µm an den Grenzwerten als zu den genannten Bereichen gehörig gelten sollen.The value ranges mentioned are to be regarded as approximate in the limit areas. This means that values ± 10 µm at the limit values should also be considered to belong to the specified ranges.

Die Bereiche mit moderater Steifigkeit werden erfindungsgemäß ausgewählt, da in dem Bereich zwischen 0 µm und 80 µm das Epithel der Kornea nachwächst und so die Fehlsichtigkeitskorrektur mittels Entnahme des Volumenkörpers wieder ausgleicht. Auch zu tiefe Lagen des Zentrums des Volumenkörpers, nämlich in Bereichen größer als 320 µm, sollten vermieden werden, da durch die Dicke des verbleibenden Gewebes über dem zu entnehmenden Volumenkörper die Korrektureffekte, nämlich eine gewünschte Verformung der Oberfläche der Kornea nach Entnahme des Volumenkörpers, größtenteils ausbleiben. Zudem soll der Bereich mit maximaler Steifigkeit der Kornea für die Positionierung des Volumenkörpers aufgrund möglicherweise auftretender Instabilitäten nach Entnahme eines Volumenkörpers aus diesem Bereich vermieden werden.The areas with moderate stiffness are selected according to the invention because in the area between 0 µm and 80 µm the epithelium of the cornea grows back and thus compensates for the refractive error correction by removing the volume body. Locations of the center of the solid that are too deep, namely in areas larger than 320 µm, should also be avoided, since the thickness of the remaining tissue above the solid to be removed largely influences the correction effects, namely a desired deformation of the surface of the cornea after removal of the solid stay away. In addition, the area with maximum stiffness of the cornea for positioning the solid body should be avoided due to possible instabilities that may occur after removal of a solid body from this area.

Um die Lage des Volumenkörpers zu bestimmen, ist die Recheneinrichtung zusätzlich derart ausgebildet, dass sie zur Berechnung der Lage des Volumenkörpers ein Zentrum des Volumenkörpers bestimmt, wobei das Zentrum des Volumenkörpers auf einer auf der anterioren oder posterioren Grenzfläche liegenden optischen Achse des Volumenkörpers liegt.In order to determine the position of the solid body, the computing device is additionally designed such that it determines a center of the solid body to calculate the position of the solid body, the center of the solid body lying on an optical axis of the solid body lying on the anterior or posterior interface.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Systeme ist die Recheneinrichtung dazu ausgebildet, die Berechnung der Lage des Volumenkörpers unter Berücksichtigung weiterer Daten, nämlich topographischer und/oder pachymetrischer und/oder morphologischer Daten der unbehandelten Kornea, durchzuführen. Insbesondere können somit topographische und/oder pachymetrische Vermessungen der zu behandelnden Hornhaut beziehungsweise Kornea sowie der Art, der Lage und des Umfangs des beispielsweise krankhaften und/oder unnatürlich veränderten Bereichs innerhalb der Stroma der Kornea sowie entsprechende Fehlsichtigkeiten des Auges berücksichtigt werden. Insbesondere werden die Steuerdaten beziehungsweise Steuerdatensätze auch durch ein Bereitstellen der topographischen und/oder pachymetrischen und/oder morphologischen Daten der unbehandelten Kornea und ein Bereitstellen von topographischen und/oder pachymetrischen und/oder morphologischen Daten des zu entfernenden krankhaften und/oder unnatürlichen veränderten Bereichs innerhalb der Kornea oder unter Berücksichtigung entsprechender optischer Korrekturen zur Behebung der Fehlsichtigkeiten erzeugt.In a further advantageous embodiment of the systems according to the invention, the computing device is designed to carry out the calculation of the position of the solid body taking into account further data, namely topographical and/or pachymetric and/or morphological data of the untreated cornea. In particular, topographical and/or pachymetric measurements of the cornea or cornea to be treated as well as the type, location and extent of the, for example, pathological and/or unnaturally changed area within the stroma of the cornea as well as corresponding ametropia of the eye can be taken into account. In particular, the control data or control data sets are also provided by providing the topographical and/or pachymetric and/or morphological data of the untreated cornea and by providing topographical and/or pachymetric and/or morphological data of the pathological and/or unnatural altered area to be removed within the Cornea or taking into account appropriate optical corrections to correct the ametropia.

Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die erfindungsgemäßen Systeme mindestens eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von Warnsignalen, beispielsweise optischer und/oder akustischer Signale, aufweisen. Diese Ausgabevorrichtungen zeigen an, wenn beispielsweise die Recheneinrichtung eine Lage des Volumenkörpers innerhalb der Kornea berechnet, die beispielsweise zu nahe an der Oberfläche der Kornea liegt. Des Weiteren kann die Recheneinrichtung dazu ausgebildet sein, dass sie die nach der Entnahme des Volumenkörpers verbleibenden biomechanischen beziehungsweise physikalischen Parameter der Kornea qualitativ oder quantitativ vorab berechnet und ebenfalls bei der Berechnung der Lage des Volumenkörpers innerhalb der Kornea berücksichtigt.Furthermore, it is possible for the systems according to the invention to have at least one output device for issuing warning signals, for example optical and/or acoustic signals. These output devices indicate when, for example, the computing device a position of the solid body within the cornea is calculated, which is, for example, too close to the surface of the cornea. Furthermore, the computing device can be designed to qualitatively or quantitatively pre-calculate the biomechanical or physical parameters of the cornea remaining after the solid body has been removed and also take them into account when calculating the position of the solid body within the cornea.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Steuerdaten zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen aus einer menschlichen oder tierischen Kornea, umfassend zumindest die Schritte: Messen einer Werteverteilung von mindestens einem physischen Parameter mindestens eines Teilbereichs innerhalb der Kornea mittels mindestens einer Messvorrichtung; Berechnen einer Lage des Volumenkörpers innerhalb der Kornea, wobei die Berechnung der Lage des Volumenkörpers anhand der Werteverteilung des gemessenen physikalischen Parameters und unter Berücksichtigung einer zu korrigierenden Fehlsichtigkeit des Auges erfolgt, wobei der physikalische Parameter eine Steifigkeit in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea und/oder ein Refraktionsindex in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea ist; Berechnung von räumlichen Positionsdaten des Volumenkörpers anhand der berechneten Lage des Volumenkörpers und Umwandlung der Positionsdaten und Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse des Lasers in der Kornea und der mindestens einen, den Volumenkörper umgebenden Grenzfläche.A third aspect of the invention relates to a method for determining control data for controlling an eye surgical laser for the separation of a solid body with predefined interfaces from a human or animal cornea, comprising at least the steps: measuring a value distribution of at least one physical parameter of at least a partial area within the cornea by means of at least one measuring device; Calculating a position of the solid body within the cornea, the calculation of the position of the solid body being carried out based on the value distribution of the measured physical parameter and taking into account an ametropia of the eye to be corrected, the physical parameter being a stiffness in at least a partial area of the stroma of the cornea and / or is a refractive index in at least a portion of the corneal stroma; Calculating spatial position data of the solid body based on the calculated position of the solid body and converting the position data and control data for positioning and/or focusing individual laser pulses of the laser in the cornea and the at least one interface surrounding the solid body.

Ein weiterer, vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Steuerdaten zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit vordefinierten Grenzflächen aus einer menschlichen oder tierischen Kornea, umfassend zumindest die folgenden Schritte: Berechnung einer modellartigen Werteverteilung von mindestens einem physikalischen Parameter innerhalb der Kornea, wobei der physikalische Parameter eine Steifigkeit in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea und/oder ein Refraktionsindex in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea ist; Berechnung der Lage des Volumenkörpers innerhalb der Kornea anhand der berechneten modellartigen Werteverteilung des physikalischen Parameters und unter Berücksichtigung einer zu korrigierenden Fehlsichtigkeit des Auges; Berechnung von räumlichen Positionsdaten des Volumenkörpers anhand der berechneten Lage des Volumenkörpers und Umwandlung der Positionsdaten und Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse des Lasers in der Kornea in der mindestens einen, den Volumenkörper umgebenden Grenzfläche.A further, fourth aspect of the invention relates to a method for determining control data for controlling an eye surgical laser for the separation of a solid body with predefined interfaces from a human or animal cornea, comprising at least the following steps: Calculation of a model-like value distribution of at least one physical parameter within the cornea, wherein the physical parameter is a stiffness in at least a portion of the stroma of the cornea and/or a refractive index in at least a portion of the stroma of the cornea; Calculation of the position of the solid body within the cornea based on the calculated model-like value distribution of the physical parameter and taking into account the ametropia of the eye to be corrected; Calculation of spatial position data of the solid body based on the calculated position of the solid body and conversion of the position data and control data for positioning and / or focusing individual laser pulses of the laser in the cornea in the at least one interface surrounding the solid body.

Vorteilhafterweise verwenden die erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung von Steuerdaten eines augenchirurgischen Lasers zusätzlich physikalische Parameter, um beispielsweise die biomechanischen Gegebenheiten der Kornea bei der Positionierung von aus der Kornea zu entfernenden Volumina berücksichtigen zu können. Dadurch ist gewährleistet, dass die Position des abzutrennenden Volumenkörpers innerhalb der Kornea optimal oder nahezu optimal bestimmt werden kann, derart, dass einerseits das Volumen und hierbei insbesondere die Dicke des Volumenkörpers zur Korrektur der Fehlsichtigkeit des Auges in Abhängigkeit der den Volumenkörper umgebenden physikalischen Gegebenheiten der Kornea berücksichtigt wird. Die Dicke des Volumenkörpers, insbesondere in Richtung einer optischen Achse des Volumenkörpers betrachtet, ist dabei von der Höhe des zu korrespondierenden Dioptriewerts abhängig. Da aber erfindungsgemäß bei der Berechnung der Ausgestaltung des Volumenkörpers die gegebenen physikalischen Parameter der Kornea berücksichtigt werden, kann das benötigte Volumen insgesamt minimiert und damit optimiert werden. Zudem kann der abzutrennende Volumenkörper derart räumlich in der Kornea positioniert werden, dass auch nach Entnahme des Volumenkörpers aus der Kornea deren ursprüngliche physikalische Parameter nicht oder nur sehr gering beeinflusst beziehungsweise geändert werden. Dies ist insbesondere für den Erfolg der Fehlsichtigkeitskorrektur entscheidend. Zudem ist es möglich, dass die Dicke des nach der Herausnahme des Volumenkörpers verbleibenden Augengewebes in Richtung der optischen Achse des Auges möglichst dick ist, so dass ein verbesserter und schnellerer Heilungsprozess ermöglicht wird.Advantageously, the methods according to the invention for determining control data of an eye surgical laser additionally use physical parameters in order, for example, to be able to take into account the biomechanical conditions of the cornea when positioning volumes to be removed from the cornea. This ensures that the position of the solid body to be separated within the cornea can be determined optimally or almost optimally, such that on the one hand the volume and in particular the thickness of the solid body for correcting the ametropia of the eye depending on the physical conditions of the cornea surrounding the solid body is taken into account. The thickness of the solid body, particularly viewed in the direction of an optical axis of the solid body, depends on the height of the corresponding diopter value. However, since according to the invention the given physical parameters of the cornea are taken into account when calculating the design of the solid body, the required volume can be minimized overall and thus optimized. In addition, the solid body to be separated can be spatially positioned in the cornea in such a way that even after the solid body has been removed from the cornea, its original physical parameters are not influenced or changed or are only very slightly influenced. This is particularly crucial for the success of correcting ametropia. In addition, it is possible for the thickness of the eye tissue remaining after the volume body has been removed to be as thick as possible in the direction of the optical axis of the eye, so that an improved and faster healing process is made possible.

Dabei kann der Laser derart gesteuert werden, dass er gepulste Laserpulse in einem vordefinierten Muster und in Abarbeitung der berechneten räumlichen Positionsdaten in die Kornea abgibt. Die Grenzflächen des abzutrennenden Volumenkörpers können dabei mittels Photodisruption erzeugt werden. Der Volumenkörper kann lentikelartig ausgebildet werden.The laser can be controlled in such a way that it emits pulsed laser pulses into the cornea in a predefined pattern and in processing the calculated spatial position data. The interfaces of the solid body to be separated can be created using photodisruption. The solid body can be designed like a lenticule.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Laser derart gesteuert, dass das vordefinierte Muster zumindest teilweise kreis- und/oder spiralförmig abgetragen wird. Vorteilhafterweise ermöglichen derartige Strahlführungen einen relativ schnelle Geschwindigkeit bei der Einbringung der Laserpulse in das Korneagewebe und damit bei der Abarbeitung der vorgegeben Muster in der oder den Grenzflächen des Volumenkörpers, da hierbei die zeitaufwändigen Bewegungen der Strahlablenkvorrichtung in z-Richtung minimiert werden können.In a further embodiment of the method according to the invention, the laser is controlled in such a way that the predefined pattern is at least partially removed in a circular and/or spiral shape. Such beam guides advantageously enable a relatively fast speed in the introduction of the laser pulses into the corneal tissue and thus in the processing of the predetermined patterns in the boundary surface or surfaces of the solid body, since this involves time-consuming Movements of the beam deflection device in the z direction can be minimized.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren wird der Laser derart gesteuert, dass mindestens ein Schnitt oder mindestens eine Öffnung in einem vordefinierten Winkel und mit einer vordefinierten Geometrie in der Kornea erzeugt wird, wobei der Schnitt oder die Öffnung eine Grenzfläche des Volumenkörpers schneidet und bis zu einer natürlichen oder künstlich erzeugten Oberfläche der Kornea ausgebildet ist, so dass der Volumenkörper über den Schnitt oder die Öffnung der Kornea entfernbar ist. Durch die Ausbildung des Schnitts ist es vorteilhafterweise möglich, den abgetrennten Volumenkörper einfach und sicher aus der Kornea zu entfernen.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the laser is controlled in such a way that at least one cut or at least one opening is created in the cornea at a predefined angle and with a predefined geometry, the cut or the opening intersecting an interface of the solid body and up to is formed into a natural or artificially created surface of the cornea, so that the solid body can be removed via the cut or opening of the cornea. By making the cut, it is advantageously possible to easily and safely remove the separated solid body from the cornea.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren ist der physikalische Parameter eine Steifigkeit in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea und/oder ein Refraktionsindex in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea. Die erfindungsgemäße Berücksichtigung von zumindest einem der physikalischen Parameter für die Ermittlung von Steuerdaten erlaubt die Berechnung einer optimalen Positionierung des zu entnehmenden Volumenkörpers innerhalb der Kornea beziehungsweise des Stromas, wobei die biomechanischen Eigenschaften der Kornea beziehungsweise des Stromas nach der Entnahme des Volumenkörpers nicht oder nur geringfügig verändert beziehungsweise beeinflusst werden. Fehlsichtigkeiten des Auges können dadurch sicher korrigiert werden.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the physical parameter is a stiffness in at least a partial region of the corneal stroma and/or a refractive index in at least a partial region of the corneal stroma. The inventive consideration of at least one of the physical parameters for the determination of control data allows the calculation of an optimal positioning of the solid body to be removed within the cornea or the stroma, whereby the biomechanical properties of the cornea or the stroma are not changed or only slightly changed after the removal of the solid body or be influenced. This means that vision defects in the eye can be safely corrected.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Berechnung der Lage des Volumenkörpers unter Berücksichtigung der Formel $T z = D \times \frac{O Z^{2}}{8 \cdot (n - 1)}$

Furthermore, it has proven to be advantageous if the calculation of the position of the solid body takes into account the formula

T e.g = D \times \frac{O Z^{2}}{8th \cdot (n - 1)}

Durchgeführt wird, wobei Tz der Dicke des Volumenkörpers, D einem zu korrigierenden Dioptriewert, OZ einem Durchmesser der optischen Zone der Kornea und n dem Refraktionsindex in einem Teilbereich der Kornea entspricht. Dabei wird unter Dicke des Volumenkörpers Tz insbesondere die an einer bestimmten Stelle des Volumenkörpers maximale Dicke verstanden. Mit anderen Worten, dort wo der Volumenkörper seine maximale Dicke aufweist, ist die vorgegebene Dicke anzusehen. Beispielsweise wird bei myopischen Profilen die vorgegebene Dicke im Zentrum des Volumenkörpers angenommen. Bei hyperopischen Profilen ist die vorgegebene Dicke in einem randlichen Bereich einer optischen Zone des Volumenkörpers angeordnet. Bei zylindrischen Volumenkörpern wird die Dicke entlang der zylindrischen Achse gemessen. Auch bei weiteren Formen des Volumenkörpers ist die vorgegebene Dicke an der dicksten Stelle des Volumenkörpers anzusehen. Alternative Bezeichnungen für den Begriff „Dicke“ sind möglich. Üblicherweise wird die Dicke entlang einer Achse einer parallel zur optischen beziehungsweise visuellen Achse des Auges gemessen. Der Refraktionsindex n kann in dem entsprechenden Teilbereich der Kornea oder der Kornea insgesamt gemessen oder modellartig berechnet oder vorgegeben sein. Modellartige Berechnungen gehen dabei beispielsweise davon aus, dass der Refraktionsindex in einer Tiefe von 60 µm - gemessen von der Oberfläche der Kornea - in etwa 1,380 beträgt. In einer Tiefe von ungefähr 540 µm beträgt der Refraktionsindex üblicherweise 1,373.Is carried out, where Tz corresponds to the thickness of the solid body, D corresponds to a diopter value to be corrected, OZ corresponds to a diameter of the optical zone of the cornea and n corresponds to the refractive index in a partial area of the cornea. The term thickness of the solid body Tz is understood to mean, in particular, the maximum thickness at a specific point on the solid body. In other words, where the solid body has its maximum thickness, the specified thickness is to be considered. For example, in the case of myopic profiles, the specified thickness is assumed in the center of the solid. In the case of hyperopic profiles, the predetermined thickness is arranged in an edge region of an optical zone of the solid body. For cylindrical solids, the thickness is measured along the cylindrical axis. Even with other shapes of the solid body, the specified thickness is to be viewed at the thickest point of the solid body. Alternative names for the term “thickness” are possible. The thickness is usually measured along an axis parallel to the optical or visual axis of the eye. The refractive index n can be measured in the corresponding sub-area of the cornea or the cornea as a whole or calculated or specified in a model-like manner. Model-like calculations assume, for example, that the refractive index at a depth of 60 µm - measured from the surface of the cornea - is approximately 1.380. At a depth of approximately 540 µm, the refractive index is typically 1.373.

D = T e.g \times 8th \times \frac{(n - 1)}{O Z^{2}}

Dadurch wird deutlich, dass die erfindungsgemäße Berücksichtigung der Werteverteilung von gemessenen physikalischen Parametern oder auch die Berücksichtigung einer modellartigen Werteverteilung von mindestens einem physikalischen Parameter innerhalb mindestens eines Teilbereichs der Kornea und damit eine sichere und zuverlässige Ermittlung von Steuerdaten für den Laser ermöglicht und so die vorteilhafte Positionierung des Volumenkörpers beziehungsweise Lentikels gewährleistet, wodurch eine sichere Korrektur von Fehlsichtigkeiten, beispielsweise ausgedrückt in Dioptriewerten, erfolgen kann.This makes it clear that the inventive consideration of the value distribution of measured physical parameters or also the consideration of a model-like value distribution of at least one physical parameter within at least a partial area of the cornea and thus enables a safe and reliable determination of control data for the laser and thus the advantageous positioning of the solid body or lenticule is guaranteed, which means that ametropia can be safely corrected, for example expressed in diopter values.

Entsprechendes gilt für die Berücksichtigung des physikalischen Parameters der Steifigkeit beziehungsweise der Steifigkeitswerteverteilung in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea. Unter Steifigkeit wird die sogenannte „Tensile Strength“ oder „Relative Steifigkeit“ verstanden. Aus der Tabelle 1 wird deutlich, dass sich die Kornea anhand gemessener Steifigkeitswerte in unterschiedliche Regionen einteilen lässt. Dabei werden die Regionen in Bereiche eingeteilt, die über ihren jeweiligen Abstand (in µm) von der Oberfläche der Kornea in Richtung des Augeninneren gemessen und eingeteilt werden. Es wird deutlich, dass die Steifigkeit der Kornea abhängig von der Tiefenlage ist. So kann die Steifigkeit in einem Bereich zwischen 0 µm und 80 µm als gering angesehen werden. In einem sich daran anschließenden Bereich größer 80 µm bis 160 µm steigt die Steifigkeit der Kornea an und kann als moderat bezeichnet werden. In einem sich wiederum daran anschließenden Tiefenbereich zwischen größer 160 µm und 240 µm zeigen sich maximale Steifigkeitswerte der Kornea. Diese fallen in einem sich wiederum daran anschließenden Bereich größer 240 µm bis 320 µm wieder ab und können wiederum als moderat bezeichnet werden. In Bereichen größer 320 µm ist die relative Steifigkeit der Kornea sehr gering. Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass die Bereiche zwischen größer 80 µm und 160 µm oder zwischen 240 µm und 320 µm zur Platzierung eines Zentrums des Volumenkörpers vorteilhaft sind.The same applies to the consideration of the physical parameter of stiffness or the stiffness value distribution in at least a partial area of the stroma of the cornea. Stiffness refers to the so-called “tensile strength” or “relative stiffness”. From Table 1 it is clear that the cornea, based on measured stiffness values, is below can be divided into different regions. The regions are divided into areas that are measured and classified based on their respective distance (in µm) from the surface of the cornea towards the inside of the eye. It becomes clear that the stiffness of the cornea depends on the depth. The stiffness can be considered low in a range between 0 µm and 80 µm. In a subsequent area larger than 80 µm to 160 µm, the stiffness of the cornea increases and can be described as moderate. In a subsequent depth range between greater than 160 µm and 240 µm, maximum stiffness values of the cornea can be seen. These drop again in a subsequent range of greater than 240 µm to 320 µm and can again be described as moderate. In areas larger than 320 µm, the relative stiffness of the cornea is very low. According to the invention, it has been found that the areas between greater than 80 µm and 160 µm or between 240 µm and 320 µm are advantageous for placing a center of the solid body.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Berechnung der Lage des Volumenkörpers ein Zentrum des Volumenkörpers bestimmt, wobei das Zentrum des Volumenkörpers auf einer auf der anterioren oder posterioren Grenzfläche liegenden optischen Achse des Volumenkörpers liegt. Das Zentrum des Volumenkörpers kann dabei in einem tiefen Bereich, gemessen von einer Oberfläche der Kornea, zwischen größer 80 µm und 160 µm oder zwischen größer 240 µm und 320 µm ausgebildet sein. Diese Wertebereiche sind in den Grenzbereichen als ungefähr anzusehen. Das bedeutet, dass auch Werte ± 10 µm in den Grenzwerten als zu den genannten Bereichen gehörig gelten sollen.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, in order to calculate the position of the solid body, a center of the solid body is determined, the center of the solid body lying on an optical axis of the solid body lying on the anterior or posterior interface. The center of the solid body can be formed in a deep area, measured from a surface of the cornea, between greater than 80 µm and 160 µm or between greater than 240 µm and 320 µm. These ranges of values are to be regarded as approximate in the limit ranges. This means that values ± 10 µm in the limit values should also be considered to belong to the specified ranges.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Berechnung der Lage des Volumenkörpers mittels der Bereitstellung weiterer Daten, nämlich topographischer und/oder pachymetrischer und/oder morphologischer Daten der unbehandelten Kornea.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the position of the solid body is calculated by providing further data, namely topographical and/or pachymetric and/or morphological data of the untreated cornea.

Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die erfindungsgemäßen Verfahren mindestens eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von Warnsignalen, beispielsweise optischer und/oder akustischer Signale, verwenden. Diese Ausgabevorrichtungen zeigen an, wenn beispielsweise eine Lage des Volumenkörpers innerhalb der Kornea berechnet wird, die beispielsweise zu nahe an der Oberfläche der Kornea liegt. Des Weiteren können die nach der Entnahme des Volumenkörpers verbleibenden biomechanischen beziehungsweise physikalischen Parameter der Kornea qualitativ oder quantitativ vorab berechnet werden und ebenfalls bei der Berechnung der Lage des Volumenkörpers innerhalb der Kornea berücksichtigt werden.Furthermore, it is possible for the methods according to the invention to use at least one output device for issuing warning signals, for example optical and/or acoustic signals. These output devices indicate when, for example, a position of the solid body within the cornea is calculated that is, for example, too close to the surface of the cornea. Furthermore, the biomechanical or physical parameters of the cornea remaining after the solid body has been removed can be calculated qualitatively or quantitatively in advance and can also be taken into account when calculating the position of the solid body within the cornea.

Weitere Merkmale und deren Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren sind den Beschreibungen des ersten und zweiten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jedes Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des jeweils anderen Erfindungsaspekts anzusehen sind.Further features and their advantages of the methods according to the invention can be found in the descriptions of the first and second aspects of the invention, whereby advantageous embodiments of each aspect of the invention are to be viewed as advantageous embodiments of the other aspect of the invention.

Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Systeme gemäß dem ersten oder zweiten Erfindungsaspekt die Verfahrensschritte gemäß dem dritten oder vierten Erfindungsaspekt ausführen.A fifth aspect of the invention relates to a computer program comprising instructions that cause the systems according to the first or second aspect of the invention to carry out the method steps according to the third or fourth aspect of the invention.

Ein sechster Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf den das Computerprogramm gemäß dem fünften Erfindungsaspekt gespeichert ist. Weitere Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen der ersten bis vierten Erfindungsaspekte zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jedes Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des jeweils anderen Erfindungsaspekts anzusehen sind.A sixth aspect of the invention relates to a computer-readable medium on which the computer program according to the fifth aspect of the invention is stored. Further features and their advantages can be found in the descriptions of the first to fourth aspects of the invention, with advantageous embodiments of each aspect of the invention being viewed as advantageous embodiments of the other aspect of the invention.

Weitere Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.Further features result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown in the figures alone, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations, without departing from the scope of the invention leave. Embodiments that are not explicitly shown and explained in the figures, but which emerge from the explained embodiments and can be generated by separate combinations of features are therefore also to be regarded as included and disclosed by the invention. Versions and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which therefore do not have all the features of an originally formulated independent claim. In addition, versions and combinations of features, in particular through the statements set out above, are to be regarded as disclosed, which go beyond or deviate from the combinations of features set out in the references to the claims.

Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
4 ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Show:

1 a schematic representation of a system according to the invention according to a first embodiment;
2 a schematic representation of a system according to the invention according to a second embodiment;
3 a schematically illustrated flowchart of a first embodiment of the method according to the invention; and
4 a schematically illustrated flow chart of a second embodiment of the method according to the invention.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers 18 für die Abtrennung eines Volumenkörpers 12 mit vordefinierten Grenzflächen 14, 16 aus einer Kornea eines menschlichen oder tierischen Auges 42 mittels Photodisruption. Man erkennt, dass neben dem Laser 18 eine Steuereinrichtung 20 für den Laser 18 ausgebildet ist, so dass dieser gepulste Laserpulse über einen Laserstrahl 24 beispielsweise in einem vordefinierten Muster in die Kornea abgibt, wobei die Grenzflächen 14, 16 des abzutrennenden Volumenkörpers 12 durch das vordefinierte Muster mittels Photodisruption erzeugt werden. Die Grenzflächen 14, 16 bilden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen lentikelartigen Volumenkörper 12 aus, wobei die Position des Volumenkörpers 12 innerhalb der Kornea derart gewählt ist, dass eine Fehlsichtigkeit, nämlich eine Myopie des Auges 42, korrigiert werden kann. Man erkennt zudem, dass der Volumenkörper 12 innerhalb des Stromas 36 der Kornea angeordnet ist. Des Weiteren ist aus 1 erkennbar, wie zwischen der Stroma 36 und einem Epithelium 28 eine sogenannte Bowman-Membran 38 ausgebildet ist. 1 shows a schematic representation of a system 10 for controlling an eye surgical laser 18 for the separation of a solid body 12 with predefined interfaces 14, 16 from a cornea of a human or animal eye 42 by means of photodisruption. It can be seen that, in addition to the laser 18, a control device 20 is designed for the laser 18, so that it emits pulsed laser pulses into the cornea via a laser beam 24, for example in a predefined pattern, the boundary surfaces 14, 16 of the solid body 12 to be separated being separated by the predefined Patterns are created using photodisruption. In the exemplary embodiment shown, the boundary surfaces 14, 16 form a lenticle-like solid body 12, the position of the solid body 12 within the cornea being selected such that ametropia, namely myopia of the eye 42, can be corrected. It can also be seen that the volume body 12 is arranged within the stroma 36 of the cornea. Furthermore is over 1 It can be seen how a so-called Bowman membrane 38 is formed between the stroma 36 and an epithelium 28.

Des Weiteren erkennt man, dass der durch den Laser 18 erzeugte Laserstrahl 24 mittels einer Strahleinrichtung 22, nämlich einer Strahlablenkvorrichtung, wie zum Beispiel einem Rotationsscanner, in Richtung einer Oberfläche 26 der Kornea beziehungsweise Hornhaut abgelenkt wird. Die Strahlablenkvorrichtung 22 wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung 20 gesteuert, um das genannte vordefinierte Muster in der Kornea zu erzeugen.Furthermore, it can be seen that the laser beam 24 generated by the laser 18 is deflected towards a surface 26 of the cornea or cornea by means of a beam device 22, namely a beam deflection device, such as a rotary scanner. The beam deflector 22 is also controlled by the controller 20 to produce said predefined pattern in the cornea.

Bei dem dargestellten Laser 18 handelt es sich um einen photodisruptiven Laser, der ausgebildet ist, Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 700 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz, abzugeben.The laser 18 shown is a photodisruptive laser which is designed to emit laser pulses in a wavelength range between 300 nm and 1400 nm, preferably between 700 nm and 1200 nm, with a respective pulse duration between 1 fs and 1 ns, preferably between 10 fs and 10 ps, and a repetition frequency greater than 10 KHz, preferably between 100 KHz and 100 MHz.

Das System 10 umfasst zudem eine Messvorrichtung 44 zur Bestimmung einer Werteverteilung mit mindestens einem physikalischen Parameter innerhalb mindestens eines Teilbereichs der Kornea. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Messvorrichtung 44 dazu geeignet, eine relative Steifigkeit der Kornea, insbesondere des Stromas 36 zu messen. Anhand der Verteilung der Steifigkeitswerte kann die ebenfalls dem System zugehörige Recheneinrichtung 46 die Lage des Volumenkörpers 12 innerhalb der Kornea berechnen, wobei die Berechnung der Lage des Volumenkörpers 12 zudem die zu korrigierende Fehlsichtigkeit des Auges 42 berücksichtigt. Zur Definition der Lage des Volumenkörpers 12 berechnet die Recheneinrichtung 46 räumliche Positionsdaten als Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea in den den Volumenkörper 12 umgebenden Grenzflächen 14, 16. Die Steuereinrichtung 20 steuert den augenchirurgischen Laser 18 unter Verwendung der berechneten Steuerdaten. Dadurch kommt es zu einer Abtrennung des Volumenkörpers 12 innerhalb der Kornea. Der Volumenkörper 12 wird über einen Schnitt 34, der ebenfalls mit dem Laser 18 erzeugt worden ist und zwischen einer Grenzfläche 14, 16 des Volumenkörpers 12 und der Oberfläche 26 der Kornea angeordnet ist, entnommen.The system 10 also includes a measuring device 44 for determining a value distribution with at least one physical parameter within at least a portion of the cornea. In the exemplary embodiment shown, the measuring device 44 is suitable for measuring a relative stiffness of the cornea, in particular of the stroma 36. Based on the distribution of the stiffness values, the computing device 46, which is also part of the system, can calculate the position of the solid body 12 within the cornea, the calculation of the position of the solid body 12 also taking into account the ametropia of the eye 42 to be corrected. To define the position of the solid body 12, the computing device 46 calculates spatial position data as control data for positioning and/or focusing individual laser pulses in the cornea in the interfaces 14, 16 surrounding the solid body 12. The control device 20 controls the ophthalmic surgical laser 18 using the calculated ones Tax data. This results in a separation of the solid body 12 within the cornea. The solid body 12 is removed via a cut 34, which was also created with the laser 18 and is arranged between an interface 14, 16 of the solid body 12 and the surface 26 of the cornea.

Die Steuereinrichtung 20 weist zudem eine Speichereinrichtung (nicht dargestellt) zur zumindest temporären Speicherung der berechneten Steuerdaten beziehungsweise Steuerdatensätze auf. Die Positionsdaten und/oder Fokussierungsdaten der einzelnen Laserpulse werden auch anhand einer zuvor gemessenen Topographie und/oder Pachymetrie und/oder Morphologie der Hornhaut und dem beispielsweise zu entfernenden, die Fehlsichtigkeit korrigierenden Volumenkörper 12 erzeugt.The control device 20 also has a storage device (not shown) for at least temporarily storing the calculated control data or control data sets. The position data and/or focusing data of the individual laser pulses are also generated based on a previously measured topography and/or pachymetry and/or morphology of the cornea and the volume body 12 to be removed, for example, to correct the ametropia.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass zur Berechnung der Lage des Volumenkörpers 12 die Recheneinrichtung 46 auch Daten verwendet, die eine Werteverteilung des Refraktionsindexes in mindestens einem Teilbereich des Stromas 36 der Kornea abbildet.There is also the possibility that, to calculate the position of the solid body 12, the computing device 46 also uses data that represents a value distribution of the refractive index in at least a partial area of the stroma 36 of the cornea.

Die zwischen der Steuereinrichtung 20, der Strahlablenkvorrichtung 22 und der Recheneinrichtung 46 dargestellten Verbindungslinien dienen zur Darstellung des damit verbundenen Datenverkehrs. Die Datenübertragung kann dabei kabelgebunden oder nichtkabelgebunden, beispielsweise mittels WiFi, Bluetooth oder Ähnlichem erfolgen. Zudem besteht die Möglichkeit, dass physikalische Speichermedien die entsprechenden Daten aufnehmen und dabei über entsprechende Eingabevorrichtungen der jeweiligen Elemente des Systems 10 aufgenommen und anschließend weiterverarbeitet werden. Entsprechendes gilt für die zwischen der Messvorrichtung 44 und der Recheneinrichtung 46 angedeuteten Datenverbindung.The connecting lines shown between the control device 20, the beam deflection device 22 and the computing device 46 serve to represent the data traffic associated therewith. The data transmission can be wired or non-wired, for example using WiFi, Bluetooth or similar. There is also the possibility that physical storage media record the corresponding data and are recorded via corresponding input devices of the respective elements of the system 10 and then further processed. The same applies to those between Measuring device 44 and the computing device 46 indicated data connection.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der Aufbau des in 2 dargestellten Systems 10 entspricht dabei grundsätzlich dem in 1 gezeigten System. Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das in 2 dargestellte System 10 keine Messvorrichtung 44 auf. Bei diesem System 10 werden der Recheneinrichtung 46 keine gemessenen Werte der physikalischen Parameter der Kornea, sondern modellartig berechnete Werte zur Verfügung gestellt oder diese werden von der Recheneinrichtung 46 errechnet beziehungsweise bestimmt. Anhand der modellartig berechneten Werte kann die Recheneinrichtung 46 oder auch eine weitere Recheneinrichtung die Lage des Volumenkörpers 12 innerhalb der Kornea berechnen. Die Recheneinrichtung 46 ist des Weiteren dazu ausgebildet, die Lage des Volumenkörpers 12 auch unter Berücksichtigung der zu korrigierenden Fehlsichtigkeit des Auges 42 zu berechnen. Zur Definition der Lage des Volumenkörpers 12 werden die berechneten räumlichen Positionsdaten des Volumenkörpers 12 als Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea in den den Volumenkörper 12 umgebenden Grenzflächen 14, 16 berechnet und an die Steuereinrichtung 20 weitergegeben. Die Steuereinrichtung 20 steuert dann den augenchirurgischen Laser unter Verwendung dieser berechneten Steuerdaten. Die Steuerung umfasst dabei insbesondere auch eine Steuerung der Strahlablenkvorrichtung 22. 2 shows a schematic representation of a system 10 according to a second embodiment. The structure of the in 2 The system 10 shown basically corresponds to that in 1 system shown. In contrast to that in 1 The exemplary embodiment shown has the in 2 System 10 shown does not have a measuring device 44. In this system 10, the computing device 46 is not provided with measured values of the physical parameters of the cornea, but rather model-calculated values or these are calculated or determined by the computing device 46. Based on the model-calculated values, the computing device 46 or another computing device can calculate the position of the solid body 12 within the cornea. The computing device 46 is further designed to calculate the position of the solid body 12, also taking into account the ametropia of the eye 42 to be corrected. To define the position of the solid body 12, the calculated spatial position data of the solid body 12 are calculated as control data for positioning and/or focusing individual laser pulses in the cornea in the interfaces 14, 16 surrounding the solid body 12 and passed on to the control device 20. The control device 20 then controls the ophthalmic surgical laser using this calculated control data. The control also includes, in particular, a control of the beam deflection device 22.

3 zeigt ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens 100 zur Ermittlung von Steuerdaten zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers 18 für die Abtrennung eines Volumenkörpers 12 mit vordefinierten Grenzflächen 14, 16 aus Kornea eines menschlichen oder tierischen Auges 42 (vergleiche auch 1 und 2). In einem ersten Verfahrensschritt 110 wird die Werteverteilung von mindestens einem physikalischen Parameter mindestens eines Teilbereichs innerhalb der Kornea mittels einer Messvorrichtung 44 (vergleiche auch 1 und 2) gemessen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird als physikalischer Parameter eine Steifigkeitsverteilung innerhalb des Stromas der Kornea gemessen. In einem sich anschließenden Verfahrensschritt 120 wird die Lage des Volumenkörpers 12 innerhalb der Kornea berechnet, wobei die Berechnung der Lage des Volumenkörpers 12 anhand der gemessenen Verteilung der Steifigkeitswerte und unter Berücksichtigung einer zu korrigierenden Fehlsichtigkeit des Auges 42 erfolgt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Fehlsichtigkeit um eine Myopie, die in entsprechenden Dioptriewerten ausgedrückt werden kann. In einem sich anschließenden Verfahrensschritt 130 werden räumliche Positionsdaten des Volumenkörpers 12 anhand der berechneten Lage des Volumenkörpers 12 berechnet. Anschließend werden in einem weiteren Verfahrensschritt 140 die berechneten räumlichen Positionsdaten in Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse des Lasers 18 in der Kornea in der mindestens einen, den Volumenkörper 12 umgebenden Grenzfläche 14, 16 umgewandelt. 3 shows a schematically illustrated flow chart of a first embodiment of a method 100 for determining control data for controlling an eye surgical laser 18 for the separation of a solid body 12 with predefined interfaces 14, 16 from the cornea of a human or animal eye 42 (see also 1 and 2 ). In a first method step 110, the value distribution of at least one physical parameter of at least a partial area within the cornea is determined using a measuring device 44 (see also 1 and 2 ) measured. In the exemplary embodiment shown, a stiffness distribution within the stroma of the cornea is measured as a physical parameter. In a subsequent method step 120, the position of the solid body 12 within the cornea is calculated, the calculation of the position of the solid body 12 being carried out on the basis of the measured distribution of the stiffness values and taking into account the ametropia of the eye 42 to be corrected. In the exemplary embodiment shown, the ametropia is myopia, which can be expressed in corresponding diopter values. In a subsequent method step 130, spatial position data of the solid body 12 are calculated based on the calculated position of the solid body 12. Subsequently, in a further method step 140, the calculated spatial position data are converted into control data for positioning and/or focusing individual laser pulses of the laser 18 in the cornea in the at least one interface 14, 16 surrounding the solid body 12.

Zusätzlich oder alternativ kann auch die Werteverteilung des Refraktionsindexes in mindestens einem Teilbereich des Stromas der Kornea gemessen werden und zur Berechnung der Lage des Volumenkörpers 12 herangezogen werden. Des Weiteren können weitere Daten zur Berechnung der Lage des Volumenkörpers 12 bereitgestellt werden, insbesondere topographische und/oder pachymetrische und/oder morphologische Daten der unbehandelten Kornea.Additionally or alternatively, the value distribution of the refractive index can also be measured in at least a portion of the stroma of the cornea and used to calculate the position of the solid body 12. Furthermore, further data for calculating the position of the solid body 12 can be provided, in particular topographical and/or pachymetric and/or morphological data of the untreated cornea.

Zur Berechnung und Definition der Lage des Volumenkörpers 12 kann zudem ein Zentrum des Volumenkörpers 12 bestimmt werden, wobei das Zentrum des Volumenkörpers auf einer auf der anterioren oder posterioren Grenzfläche 14, 16 des Volumenkörpers 12 liegenden optischen Achse des Volumenkörpers 12 liegt.To calculate and define the position of the solid body 12, a center of the solid body 12 can also be determined, the center of the solid body lying on an optical axis of the solid body 12 lying on the anterior or posterior interface 14, 16 of the solid body 12.

Zudem kann der Laser 18 (vergleiche 1 und 2) derart gesteuert werden, dass mindestens ein Schnitt 34 oder mindestens eine Öffnung in einem vordefinierten Winkel und mit einer vordefinierten Geometrie in der Kornea erzeugt wird, wobei der Schnitt 34 oder die Öffnung eine Grenzfläche 14, 16 des Volumenkörpers 12 schneidet und bis zu einer natürlichen oder künstlich erzeugten Oberfläche 26 der Kornea ausgebildet ist. Dadurch kann der Volumenkörper 12 über diesen Schnitt 34 aus der Kornea leicht entfernt werden (vergleiche 1 und 2).In addition, the laser can 18 (compare 1 and 2 ) can be controlled in such a way that at least one cut 34 or at least one opening is created in the cornea at a predefined angle and with a predefined geometry, the cut 34 or the opening intersecting an interface 14, 16 of the solid body 12 and up to a natural one or artificially created surface 26 of the cornea. As a result, the solid body 12 can be easily removed from the cornea via this cut 34 (compare 1 and 2 ).

4 zeigt ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines Verfahrens 200 zur Ermittlung von Steuerdaten zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers für die Abtrennung eines Volumenkörpers 12 mit vordefinierten Grenzflächen 14, 16. Dabei entsprechen die Verfahrensschritte 230 und 240 den Verfahrensschritten 130 und 140 des Verfahrens 100. Im Unterschied zu dem in 3 dargestellten Verfahren werden hier jedoch in einem ersten Verfahrensschritt 210 Berechnungen einer modellartigen Werteverteilung von mindestens einem physikalischen Parameter innerhalb der Kornea durchgeführt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem physikalischen Parameter um die Steifigkeit der Kornea in vorbestimmten Teilbereichen des Stromas. Unter Zugrundelegung der berechneten modellartigen Werteverteilung und unter Berücksichtigung einer zu korrigierenden Fehlsichtigkeit des Auges 42 wird in einem sich anschließenden Verfahrensschritt 220 die Lage des Volumenkörpers 12 innerhalb der Kornea berechnet. 4 shows a schematically illustrated flow chart of a second embodiment of a method 200 for determining control data for controlling an eye surgical laser for the separation of a solid body 12 with predefined boundary surfaces 14, 16. The method steps 230 and 240 correspond to the method steps 130 and 140 of the method 100. In Difference to that in 3 However, in the method shown here, in a first method step 210, calculations of a model-like value distribution of at least one physical parameter within the cornea are carried out. In this exemplary embodiment, too, the physical parameter is the stiffness of the cornea in predetermined subregions of the stroma. Based on the calculated model-like value distribution and taking into account the ametropia of the eye 42 to be corrected, the position of the solid body 12 within the cornea is calculated in a subsequent method step 220.

Bezüglich weiterer Ausgestaltungsmöglichkeiten des in 4 dargestellten Verfahrens 200 wird auf die Beschreibung des in 3 dargestellten und beschriebenen Verfahrens 100 verwiesen.Regarding further design options for the in 4 Method 200 shown is based on the description of in 3 illustrated and described method 100.

Claims

System for controlling an eye surgical laser (18) for the separation of a solid body (12) with predefined interfaces (14, 16) from a human or animal cornea, comprising - at least one measuring device (44) for determining a value distribution of at least one physical parameter within at least a portion of the cornea; - at least one computing device (46) for calculating a position of the solid body (12) within the cornea, the calculation of the position of the solid body (12) being carried out based on the value distribution of the measured physical parameter and taking into account an ametropia of the eye (42) to be corrected and the computing device (46) for defining the position of the solid body (12) calculates spatial position data as control data for positioning and/or focusing individual laser pulses in the cornea in the at least one interface (14, 16) surrounding the solid body (12). ; and - at least one control device (20) for controlling the eye surgical laser (18) using the calculated control data to separate the solid body (12), - wherein the physical parameter is a stiffness in at least a portion of the stroma (36) of the cornea and/or a refractive index in at least a portion of the stroma (36) of the cornea.

System for controlling an eye surgical laser (18) for the separation of a solid body (12) with predefined interfaces (14, 16) from a human or animal cornea, comprising - at least one computing device (46) for calculating a model-like value distribution of at least one physical parameter within at least a partial area of the cornea; - wherein the computing device (46) or at least one further computing device is designed to calculate a position of the solid body (12) within the cornea, and wherein the calculation of the position of the solid body (12) is based on the calculated model-like value distribution of the physical parameter and taking into account a The ametropia of the eye (42) to be corrected takes place and the computing device (46) for defining the position of the solid body (12) uses spatial position data as control data for positioning and/or focusing individual laser pulses in the cornea in the at least one solid body (12). surrounding interface (14, 16), calculated; and - at least one control device (20) for controlling the eye surgical laser (18) using the calculated control data to separate the solid body (12), - wherein the physical parameter is a stiffness in at least a portion of the stroma (36) of the cornea and/or a refractive index in at least a portion of the stroma (36) of the cornea.

System after Claim 1 or 2 , characterized in that the laser (18) emits pulsed laser pulses into the cornea in a predefined pattern and in processing the calculated spatial position data.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the boundary surfaces (14, 16) of the solid body (12) to be separated are generated by means of photodisruption.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the solid body (12) is designed like a lenticle.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the computing device (46) is designed such that it determines a center of the solid body (12) for calculating the position of the solid body (12), the center of the solid body (12) being on a lies on the anterior or posterior interface (14, 16) lying optical axis of the solid body (12).

System after Claim 6 , characterized in that the center of the solid body (12) is formed in a depth range, measured from a surface of the cornea, between greater than 80 µm and 160 µm or between greater than 240 µm and 320 µm.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the computing device (46) is designed to calculate the position of the solid body (12) taking into account further data, namely topographical and/or pachymetric and/or mor phological data of the untreated cornea.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the laser (18) emits laser pulses in a wavelength range between 300 nm and 1400 nm, preferably between 900 nm and 1200 nm, with a respective pulse duration between 1 fs and 1 ns, preferably between 10 fs and 10 ps, and a repetition frequency greater than 10 KHz, preferably between 100 KHz and 100 MHz.

Method for determining control data for controlling an eye surgical laser (18) for the separation of a solid body (12) with predefined interfaces (14, 16) from a human or animal cornea, comprising at least the steps: - Measuring a value distribution of at least one physical parameter of at least a partial area within the cornea using at least one measuring device (44); - Calculating a position of the solid body (12) within the cornea, the calculation of the position of the solid body (12) being carried out based on the value distribution of the measured physical parameter and taking into account the ametropia of the eye (42) to be corrected; - Calculation of spatial position data of the solid body (12) based on the calculated position of the solid body (12) and - Conversion of the position data into control data for positioning and/or focusing individual laser pulses of the laser (18) in the cornea in the at least one interface (14, 16) surrounding the solid body (12), - wherein the physical parameter is a stiffness in at least a portion of the stroma (36) of the cornea and/or a refractive index in at least a portion of the stroma (36) of the cornea.

Method for determining control data for controlling an eye surgical laser (18) for the separation of a solid body (12) with predefined interfaces (14, 16) from a human or animal cornea, comprising at least the steps: - Calculation of a model-like value distribution of at least one physical parameter within the cornea; - Calculation of the position of the solid body (12) within the cornea based on the calculated model-like value distribution of the physical parameter and taking into account the ametropia of the eye (42) to be corrected; - Calculation of spatial position data of the solid body (12) based on the calculated position of the solid body (12) and - Conversion of the position data into control data for positioning and/or focusing individual laser pulses of the laser (18) in the cornea in the at least one interface (14, 16) surrounding the solid body (12), - wherein the physical parameter is a stiffness in at least a portion of the stroma (36) of the cornea and/or a refractive index in at least a portion of the stroma (36) of the cornea.

Procedure according to Claim 10 or 11 characterized in that the laser (18) is controlled in such a way that it emits pulsed laser pulses into the cornea in a predefined pattern and in processing of the calculated spatial position data.

Procedure according to one of the Claims 10 until 12 , characterized in that the boundary surfaces (14, 16) of the solid body (12) to be separated are generated by means of photodisruption.

Procedure according to one of the Claims 10 until 13 , characterized in that the solid body (12) is designed like a lenticle.

Procedure according to one of the Claims 10 until 14 , characterized in that the laser (18) is controlled such that at least one cut (34) or at least one opening is created in the cornea at a predefined angle and with a predefined geometry, the cut (34) or the opening being a Interface (14, 16) of the solid body (12) intersects and is formed up to a natural or artificially created surface (26) of the cornea, so that the solid body (12) can be removed from the cornea via the cut (34) or the opening .

Procedure according to one of the Claims 10 until 15 , characterized in that the laser (18) is controlled in such a way that the predefined pattern is at least partially removed in a circular and/or spiral shape.

Procedure according to one of the Claims 10 until 16 , characterized in that to calculate the position of the solid body (12), a center of the solid body (12) is determined, the center of the solid body (12) being on an optical axis of the solid body lying on the anterior or posterior interface (14, 16). (12) lies.

Procedure according to Claim 17 , characterized in that the center of the solid body (12) is in a depth range, measured from a surface of the cornea, between greater than 80 µm and 160 µm or between greater than 240 µm and 320 µm.

Procedure according to one of the Claims 10 until 18 , characterized in that the calculation of the position of the solid body (12) is carried out by providing further data, namely topographical and/or pachymetric and/or morphological data of the untreated cornea.

Computer program comprising instructions that cause the system (10) according to one of the Claims 1 until 9 the procedural steps according to one of the Claims 10 until 19 executes.

Computer-readable medium on which the computer program is written Claim 20 is stored.